1、 植物的生活周期植物的生活周期：受精卵受精卵 种子种子 幼苗幼苗 具有根、茎、叶的植物体具有根、茎、叶的植物体 开花开花第十章第十章 植物的生长生理植物的生长生理 第一节第一节 种子萌发的生理种子萌发的生理种子萌发：种子吸水到胚根突破种皮（或播种到幼苗出土）之间所发生的一系列生理生化变化过程。一、概念 1、种子萌发（seed germination）：2、种子生活力（seed viability）指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。常用快速检测方法常用快速检测方法组织还原法：组织还原法：活种子有呼吸作用，呼吸作用产生还原力，活种子有呼吸作用，呼吸作用产生还原力，后者可使氯化三苯基四唑（
2、简称后者可使氯化三苯基四唑（简称TTC，无色），无色）还原成三苯甲簪（还原成三苯甲簪（TTF或或TPF，红色），红色）。染色法：染色法：活种子细胞膜不能透过红墨水，胚不染色；活种子细胞膜不能透过红墨水，胚不染色；荧光法：荧光法：活种子产生的蛋白质、核酸发出荧光。活种子产生的蛋白质、核酸发出荧光。3、种子活力（seed vigor）种子在田间状态下迅速而整齐地萌发并形成健壮幼苗的能力。种子萌发成苗的能力 对不良环境的忍受力 种子活力与种子的大小、成熟度和贮藏条件有关。二、影响种子萌发的外界条件二、影响种子萌发的外界条件v种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的
3、水分，充足的氧气和适当的温度水分，充足的氧气和适当的温度。（有的种。（有的种子萌发还需要光的参与。）子萌发还需要光的参与。）水分水分温度温度光光1.种皮软化：氧，胚易于突破种皮；种皮软化：氧，胚易于突破种皮；2.凝胶凝胶 溶胶状态：代谢，酶活性，可溶性物质溶胶状态：代谢，酶活性，可溶性物质3.促进可溶性物质运输到幼芽、幼根，供呼吸需要或促进可溶性物质运输到幼芽、幼根，供呼吸需要或形成新细胞结构有机物；形成新细胞结构有机物；4.促使束缚态植物激素转化为自由态，调节胚的生长；促使束缚态植物激素转化为自由态，调节胚的生长；5.胚细胞的分裂与伸长离不开水。胚细胞的分裂与伸长离不开水。不同作物种子吸水量
4、不同不同作物种子吸水量不同蛋白质种子蛋白质种子 淀粉种子淀粉种子氧气氧气水分水分氧气氧气温度温度光光要求氧量：脂肪较多种子要求氧量：脂肪较多种子淀粉种子。淀粉种子。水稻种子对缺氧有特殊的适应本领。水稻种子对缺氧有特殊的适应本领。保证旺盛呼吸，为种子萌发提供能量。保证旺盛呼吸，为种子萌发提供能量。萌发温度，与作物种子原产地有关。萌发温度，与作物种子原产地有关。变温条件更有利于种子萌发。变温条件更有利于种子萌发。水分水分氧气氧气温度温度光光中光种子中光种子：小麦，大豆，棉花等：小麦，大豆，棉花等需暗种子需暗种子（dark seed）；嫌光种子：西瓜、）；嫌光种子：西瓜、甜瓜、番茄、洋葱、茄子、苋菜
5、等。甜瓜、番茄、洋葱、茄子、苋菜等。需光种子需光种子（light seed）；喜光种子：烟草、）；喜光种子：烟草、莴苣莴苣、胡萝卜、桑和拟南芥的种子。、胡萝卜、桑和拟南芥的种子。需光种子萌发需光种子萌发受红光（受红光（660nm）促进，被远红光）促进，被远红光（730nm）抑制）抑制，在红光下促进萌发的效果可被紧，在红光下促进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抵消（或逆转）。接着的远红光照射所抵消（或逆转）。光敏素参与种子萌发的结果。光敏素参与种子萌发的结果。交替地暴露在红光（交替地暴露在红光（R R）和远红光（）和远红光（FRFR）下莴苣种子萌发百分率）下莴苣种子萌发百分率光处理 萌发 R
6、70R-FR 6R-FR-R 74 R-FR-R-FR 6R-FR-R-FR-R 76R-FR-R-FR-R-FR 7三、种子萌发的过程三、种子萌发的过程1 1、吸胀：种子吸水后体积膨胀；、吸胀：种子吸水后体积膨胀；2 2、萌动：胚根突破种皮的过程；、萌动：胚根突破种皮的过程；3 3、发芽：种子萌动后，胚继续生长，当胚根突破、发芽：种子萌动后，胚继续生长，当胚根突破 种皮后，胚芽也突破种皮，当胚根长到种皮后，胚芽也突破种皮，当胚根长到 与种子一样长，胚芽长到种子一半时，与种子一样长，胚芽长到种子一半时，则叫发芽。则叫发芽。发芽后胚芽继而形成幼叶、幼茎，胚根形成根发芽后胚芽继而形成幼叶、幼茎，胚
7、根形成根系，从而形成幼苗。系，从而形成幼苗。四、种子萌发的生理生化变化四、种子萌发的生理生化变化（一）种子的吸水（一）种子的吸水三三个个阶阶段段急剧的吸水急剧的吸水（快）（快）滞缓吸水滞缓吸水（慢）（慢）重新迅速吸水重新迅速吸水（快）（快）温度系数（温度系数（Q10）相当低（）相当低（1.51.8），），这说明是这说明是物理物理而不是代谢过程，即以而不是代谢过程，即以吸胀作用为主；吸胀作用为主；重新大量吸水，是与代谢作用紧密相重新大量吸水，是与代谢作用紧密相关的关的渗透性渗透性吸水，温度系数高。吸水，温度系数高。死种子与休眠种子的吸水只有前二个阶段，无第三个阶段。死种子与休眠种子的吸水只有前二
8、个阶段，无第三个阶段。（二）呼吸作用的变化和酶的形成（二）呼吸作用的变化和酶的形成1、初期呼吸主要、初期呼吸主要是是无氧呼吸无氧呼吸，而，而随后是随后是有氧呼吸有氧呼吸（大量产生ATP，如小麦吸水30分钟，ATP增加5倍）吸水吸水CO2O22、萌发种子酶的来源有两种：、萌发种子酶的来源有两种：（1）束缚态酶释放或束缚态酶释放或活化活化；如支链淀粉葡萄糖苷酶，如支链淀粉葡萄糖苷酶，出现早。出现早。（2）诱导合成的蛋白诱导合成的蛋白质形成新的酶。质形成新的酶。如如淀粉酶，出现晚。淀粉酶，出现晚。（三）有机物的转变（三）有机物的转变（四）植物激素的变化（四）植物激素的变化ABA等抑制剂下降，IAA、
9、GA、CTK含量上升。n五、幼苗的类型五、幼苗的类型1 1、子叶出土幼苗、子叶出土幼苗n2 2、子叶留土幼苗、子叶留土幼苗n 幼苗的类型子叶留土幼苗六、种子的寿命：六、种子的寿命：指种子从成熟到丧失生活力所经历的时间。指种子从成熟到丧失生活力所经历的时间。根据种子寿命长短可以把种子分为：根据种子寿命长短可以把种子分为：常命种子：常命种子：315年年 如：水稻、高粱等；如：水稻、高粱等；短命种子：短命种子：3年以下，如：花生等；年以下，如：花生等；长命种子：长命种子：15年以上，如：蚕豆、绿豆等。年以上，如：蚕豆、绿豆等。v种子储藏条件不同其寿命长短也不一样：种子储藏条件不同其寿命长短也不一样：
10、在干燥、低温、缺氧条件下，种子保持着在干燥、低温、缺氧条件下，种子保持着良好的发芽潜力；良好的发芽潜力；在高温、潮湿、氧气充足的情况下，种子在高温、潮湿、氧气充足的情况下，种子很快丧失生活力。很快丧失生活力。含水量（含水量（%）温度（温度（）发芽率（发芽率（%）7 0.6 85以上以上 7 21.1 70 70 21.1 0贮藏条件对棉籽寿命的影响贮藏条件对棉籽寿命的影响(15年年)第二节第二节 细胞生长的生理细胞生长的生理v植物的生长是建立在细胞生长发育基础上的。植物的生长是建立在细胞生长发育基础上的。细胞发育可分为三个时期：细胞发育可分为三个时期：细胞分裂期、细细胞分裂期、细胞伸长期、细胞
11、分化期。胞伸长期、细胞分化期。一、细胞分裂过程中的生理生化变化一、细胞分裂过程中的生理生化变化：1 1核酸的变化核酸的变化 细胞分裂过程最显著的生化变化是核酸含量细胞分裂过程最显著的生化变化是核酸含量尤其是尤其是DNADNA的变化。的变化。v2 2植物激素与细胞分裂有密切关系：植物激素与细胞分裂有密切关系：v吲哚乙酸、赤霉素和细胞分裂素等都可以影吲哚乙酸、赤霉素和细胞分裂素等都可以影响细胞分裂，因为它们对响细胞分裂，因为它们对DNADNA、RNARNA和蛋白质和蛋白质的形成都是有影响的。的形成都是有影响的。v它们对细胞分裂影响的顺序，目前一般认为它们对细胞分裂影响的顺序，目前一般认为是：赤霉素
12、是：赤霉素细胞分裂素细胞分裂素吲哚乙酸。这三吲哚乙酸。这三种激素对核酸和蛋白质的代谢有直接的影响，种激素对核酸和蛋白质的代谢有直接的影响，当然也影响细胞分裂。当然也影响细胞分裂。v3 3呼吸速率的变化：呼吸速率的变化：v 分裂期对氧气的需求很低，在分裂期对氧气的需求很低，在DNADNA合成前期合成前期（G1G1期）和期）和DNADNA合成后期（合成后期（G2G2期）氧气吸收量期）氧气吸收量都很高。都很高。G2G2期后期吸氧多是相当重要的，它期后期吸氧多是相当重要的，它贮存相当多的能量供给有丝分裂期用。贮存相当多的能量供给有丝分裂期用。二、细胞伸长过程中的生理变化：二、细胞伸长过程中的生理变化：
13、v1 1、呼吸速率：加快几倍，准备充足能量。、呼吸速率：加快几倍，准备充足能量。如：如：豌豆根尖呼吸速率加快豌豆根尖呼吸速率加快26倍，蚕豆转化酶倍，蚕豆转化酶增加增加25倍。倍。v2 2、物质合成：核酸、蛋白合成增加，纤维素、物质合成：核酸、蛋白合成增加，纤维素等构成胞壁的物质合成也增多。等构成胞壁的物质合成也增多。v呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞生长呼吸作用的加强和蛋白质的积累是细胞生长的基础。的基础。三、细胞分化的生理三、细胞分化的生理细胞分化（细胞分化（cell differentiation）：）：指分生组织指分生组织细胞转变为细胞转变为形态结构形态结构和和生理功能生理功能不同的
14、细胞不同的细胞群的过程。群的过程。（一）细胞全能性（一）细胞全能性(totipotency)分化分化differentiationdifferentiation：指细胞在分裂过程中指细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变，从而在个体发育中形成发生结构和功能上的改变，从而在个体发育中形成各类组织和器官完成整个生活周期。各类组织和器官完成整个生活周期。脱分化脱分化dedifferentiationdedifferentiation:指已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，指已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。回复到分生组织状态的过程。再分化再分化redi
15、fferentiationredifferentiation:指脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来指脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。程。（二）极（二）极 性性极性的存在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。极性的存在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。v极性要求人们在生产中进行扦插时不可倒插。极性要求人们在生产中进行扦插时不可倒插。极性产生的原因极性产生的原因：v（1 1）、细胞不均等分裂）、细胞不均等分裂 v（2 2）、）、IAAIAA在茎中的极性运输在茎中的极性运输（三）影响分化的因素：（三）影
16、响分化的因素：低糖浓度（低糖浓度（2.5%3.5%3.5%），有利于韧皮部形成；），有利于韧皮部形成；中糖浓度中糖浓度(2.5%3.5%)(2.5%3.5%)，木质部、韧皮部都形成，木质部、韧皮部都形成，且中间有形成层。且中间有形成层。v2 2、植物激素、植物激素vCTK/IAACTK/IAA比值：高，芽；低，根；中等，不分比值：高，芽；低，根；中等，不分化。化。v乙烯也能促进根的形成，高浓度的乙烯也能促进根的形成，高浓度的GAGA则抑制根则抑制根的形成。的形成。vIAA/GAIAA/GA比值高比值高木质部；低木质部；低韧皮部。韧皮部。：v无光，植株黄化，机械组织不发达无光，植株黄化，机械组织
17、不发达四、组织培养四、组织培养v组织培养是组织培养是指在无菌、人工控制的条件下把指在无菌、人工控制的条件下把植物的器官、组织、细胞或离体胚放在一定植物的器官、组织、细胞或离体胚放在一定培养基上进行生长、分化的一种培养方法。培养基上进行生长、分化的一种培养方法。v通常把被培养的离体植物细胞、组织或器官通常把被培养的离体植物细胞、组织或器官等称为等称为外植体外植体(explant)(explant)。v组织培养的理论依据是组织培养的理论依据是植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性。v植物组织培养的特点和优点植物组织培养的特点和优点 （1 1）特点：）特点：利于研究被培养对象在利于研究被培养对象在不
18、受植物体其他部分干扰下的生长和分化不受植物体其他部分干扰下的生长和分化规律。规律。（2 2）优点：）优点：取材少，培养材料经济；取材少，培养材料经济；培养条件可人为控制；生长周期短，繁殖培养条件可人为控制；生长周期短，繁殖率高；便于自动化管理。率高；便于自动化管理。第三节第三节 植物营养器官的生长及其相关性植物营养器官的生长及其相关性生长：是指体积和重量的不可逆的增加过程。生长：是指体积和重量的不可逆的增加过程。一、植物生长的周期性一、植物生长的周期性（一）、植物生长大周期：（一）、植物生长大周期：植物的每一个器官、植物的每一个器官、组织的生长速度都表现出开始生长慢，称为组织的生长速度都表现出
19、开始生长慢，称为迟滞期；以后生长加快，成为对数生长期；迟滞期；以后生长加快，成为对数生长期；达到最大生长速度后生长又减慢或停止，植达到最大生长速度后生长又减慢或停止，植物这种由慢物这种由慢-快快-慢的生长过程就称为植物生慢的生长过程就称为植物生长大周期。长大周期。慢 快 慢整株植物靠种子贮存的营养物来维持光合系统建立，根的吸收能力增强同化能力 异化作用 消耗积累（二）植物生长的温周期性（二）植物生长的温周期性 温周期性（或昼夜周期性）：温周期性（或昼夜周期性）：植物的生长按植物的生长按温度的昼夜周期性发生有规律的变化。温度的昼夜周期性发生有规律的变化。夏季：夏季：植物的生长速率植物的生长速率白
20、天慢，夜晚快；白天慢，夜晚快；冬季冬季：则：则相反相反。v原因：原因：v 夏季，白天温度高，蒸腾强，植物缺水，夏季，白天温度高，蒸腾强，植物缺水，细胞伸长受阻细胞伸长受阻；晚上温度低，呼吸减弱，有；晚上温度低，呼吸减弱，有利物质积累。同时，较低的夜温有利于利物质积累。同时，较低的夜温有利于CTK的形成，促进植物生长。而冬季，夜温太低，的形成，促进植物生长。而冬季，夜温太低，植物生长受阻。植物生长受阻。（三）植物生长的季节周期性（三）植物生长的季节周期性v季节周期性：季节周期性：植物的生长在一年四季中发生植物的生长在一年四季中发生规律性的变化。规律性的变化。v原因：原因：植物生长受外界因素（光、
21、温、水等）植物生长受外界因素（光、温、水等）的影响不同。的影响不同。v如年轮的形成如年轮的形成v植物生长的季节周期性是植物对环境周期性植物生长的季节周期性是植物对环境周期性变化的适应。变化的适应。v二、营养器官的生长特性二、营养器官的生长特性v1 1、茎生长特性、茎生长特性 遵循遵循S S生长曲线，顶端分生组织和近顶生长曲线，顶端分生组织和近顶端分生组织控制着茎的生长。端分生组织控制着茎的生长。具有顶端优势。具有顶端优势。v2 2、根生长特性、根生长特性 根的生长部位也有顶端分生组织，具有根的生长部位也有顶端分生组织，具有生长大周期，具有顶端优势，主根控制侧根生长大周期，具有顶端优势，主根控制
22、侧根的生长。的生长。3、叶生长叶生长特性特性 三、外界条件对植物生长的影响 （一）温度对植物生长的影响 温度三基点与植物的原产地有关。作物 最低温度 最适温度 最高温度水稻 1012 2030 4044小麦 05 2531 3137南瓜 1015 3744 4450 生长的最适温度：植物生长最快的温度。协调最适温度协调最适温度：使植株健壮生长的适宜温：使植株健壮生长的适宜温度。常要求在比生长度。常要求在比生长最适温度最适温度略低的温度下进略低的温度下进行。行。生长还需要生长还需要温周期温周期。如番茄，在昼夜温度。如番茄，在昼夜温度恒定为恒定为2525下，生长较快，但在昼温下，生长较快，但在昼温
23、2626，夜，夜温温2020下，则生长更快。下，则生长更快。v日温较高夜温较低（昼夜温差大）能促进植日温较高夜温较低（昼夜温差大）能促进植物营养生长：物营养生长：v 因为白天温度较高，在强光下有利于光因为白天温度较高，在强光下有利于光合速率的提高，为生长提供充分的物质；夜合速率的提高，为生长提供充分的物质；夜温降低，可减少呼吸作用对有机物质的消耗。温降低，可减少呼吸作用对有机物质的消耗。另外，较低的夜温有利于根的生长和细胞分另外，较低的夜温有利于根的生长和细胞分裂素的合成，从而提高植物的生长速率。裂素的合成，从而提高植物的生长速率。温度对植物生长的影响是通过影响温度对植物生长的影响是通过影响光
24、合、光合、呼吸作用、蒸腾作用等代谢和影响有机物的合呼吸作用、蒸腾作用等代谢和影响有机物的合成和运输等过程成和运输等过程来影响植物的生长。另外温度来影响植物的生长。另外温度也可以直接影响也可以直接影响土温、气温土温、气温。（二）光对植物生长的影响（二）光对植物生长的影响 1 1、光强对植物生长的影响、光强对植物生长的影响:直接和间接的作用直接和间接的作用v间接作用间接作用（1 1）光合作用合成的有机物是植物生长的物）光合作用合成的有机物是植物生长的物质基础。质基础。（2 2）光合作用转化的化学能是植物生长的能）光合作用转化的化学能是植物生长的能量来源。量来源。（3 3）、加速蒸腾，促进有机物运输
25、）、加速蒸腾，促进有机物运输直接作用直接作用（1 1）、光抑制茎的生长）、光抑制茎的生长原因：原因：a a、光照使自由、光照使自由IAAIAA转变为结合态转变为结合态IAAIAA。b b、光照提高、光照提高IAAIAA氧化氧化E E 活性，加速活性，加速IAAIAA的分解。的分解。（2 2）、光抑制多种作物根的生长）、光抑制多种作物根的生长 光可能促进根内形成光可能促进根内形成ABAABA，或增加，或增加ABAABA活活性。性。（3 3）、光形态建成）、光形态建成 (光控制植物生长、发育光控制植物生长、发育与分化的过程与分化的过程)v2 2、光质对植物生长的影响、光质对植物生长的影响v 红光、
26、蓝紫光抑制植物生长红光、蓝紫光抑制植物生长,紫外光抑制紫外光抑制作用更明显。作用更明显。v 原因：原因：红光增加细胞质红光增加细胞质 CaCa2+2+，活化，活化CaMCaM，分泌，分泌CaCa2+2+到细胞壁，细胞伸长受到抑制。到细胞壁，细胞伸长受到抑制。v高山上的树木为什么比平地生长的矮小？高山上的树木为什么比平地生长的矮小？a a、高山上云雾稀薄，光照较强，强光特别是、高山上云雾稀薄，光照较强，强光特别是紫外光抑制植物生长紫外光抑制植物生长b b、高山上水分较少；土壤较贫瘠；气温较低；、高山上水分较少；土壤较贫瘠；气温较低；且风力较大，这些因素不利于树木纵向生长。且风力较大，这些因素不利
27、于树木纵向生长。（三）、水分：（三）、水分：缺水抑制茎的生长缺水抑制茎的生长 土壤水分过多，不利于根的生长。土壤水分过多，不利于根的生长。充足的水分促进叶片的生长，叶大而薄。充足的水分促进叶片的生长，叶大而薄。v植物体缺水时，细胞分裂和细胞伸长都受到植物体缺水时，细胞分裂和细胞伸长都受到影响，但影响，但细胞伸长对缺水更敏感。细胞伸长对缺水更敏感。v 如小麦、水稻的抽穗，主要是穗下节间的伸如小麦、水稻的抽穗，主要是穗下节间的伸长，此期严重缺水，穗子抽不出或不完全抽长，此期严重缺水，穗子抽不出或不完全抽出。出。v（四）、矿质元素：（四）、矿质元素：N N肥能使出叶期提早、叶片增大和叶片的肥能使出叶
28、期提早、叶片增大和叶片的寿命相对延长，也可促进茎的生长；但寿命相对延长，也可促进茎的生长；但N N肥过肥过多叶大而薄，叶容易干枯，会引起徒长倒伏。多叶大而薄，叶容易干枯，会引起徒长倒伏。v（五）、植物激素（五）、植物激素 赤霉素可显著促进茎的生长。赤霉素可显著促进茎的生长。四、植物生长的相关性四、植物生长的相关性 v相关性相关性：植物各部分间的相互制约与协调的：植物各部分间的相互制约与协调的现象。现象。（一）地下部与地上部的相关（一）地下部与地上部的相关v1 1、相互依赖、相互依赖 有机营养物质和植物激素的有机营养物质和植物激素的交流交流 ，“根深叶茂根深叶茂”“”“本固枝荣本固枝荣”。v原因
29、：根供给地上部生长所需的水分、矿物原因：根供给地上部生长所需的水分、矿物质、少量有机物、质、少量有机物、CTKCTK和生物碱等。和生物碱等。而地上部而地上部供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等2 2、相互制约、相互制约 对水分、营养的争夺对水分、营养的争夺v根冠协调与否的指标是根冠协调与否的指标是根冠比（根冠比（R/TR/T）：）：指根系与指根系与地上部分的重量比。地上部分的重量比。影响根冠比的因素：土壤水分影响根冠比的因素：土壤水分 、光照、光照 、矿质营养、矿质营养、温度温度 、修剪与整枝、修剪与整枝 、中耕与移栽、中耕与移栽 、生长调节剂、生长调节
30、剂 v水分供应对根冠比的影响：湿长苗，旱生根。水分供应对根冠比的影响：湿长苗，旱生根。v（1 1）水分不足）水分不足-根根/冠比值上升冠比值上升 水分不足时，根系相对容易得到水分。生长所受水分不足时，根系相对容易得到水分。生长所受影响小，而地影响小，而地 上部分由于根提供的水分太少而使生上部分由于根提供的水分太少而使生长受到较大的影响，于是使根长受到较大的影响，于是使根/冠比值上升冠比值上升。（旱长。（旱长根）根）（2 2）水分充足）水分充足-根根/冠比值下降冠比值下降 水分充足时，地上、地下水分均得到满足，但根水分充足时，地上、地下水分均得到满足，但根系周围气体少，生长所受影响大，而地上部分
31、水、气系周围气体少，生长所受影响大，而地上部分水、气供应充足，生长旺盛。于是根供应充足，生长旺盛。于是根/冠比值下降。（冠比值下降。（湿长湿长苗）苗）v生产中常用方法：炼苗、烤田，促进根的生长生产中常用方法：炼苗、烤田，促进根的生长。vN N素供应对根冠的影响：素供应对根冠的影响：（1 1）N N素不足素不足-根冠比上升根冠比上升 根系根系N N素较多一些，且由于地上部运来有机物较多，生素较多一些，且由于地上部运来有机物较多，生长较旺盛，而地上部由于根运来的长较旺盛，而地上部由于根运来的N N素少，难以合成大量蛋素少，难以合成大量蛋白质而使生长受影响，于是根冠比上升。白质而使生长受影响，于是根
32、冠比上升。（2 2）N N素充足素充足-根冠比值下降根冠比值下降 地上、地下地上、地下N N素充足，但地上部分茎、叶中大量的氮素素充足，但地上部分茎、叶中大量的氮素存在使光合产生的有机物合成蛋白量存在使光合产生的有机物合成蛋白量，从而使地上部旺盛，从而使地上部旺盛生长，同时也使运往根部的有机物减少，根部生长缓慢，根生长，同时也使运往根部的有机物减少，根部生长缓慢，根冠比值下降。冠比值下降。v（二）顶端优势（二）顶端优势v 顶端优势顶端优势：植物顶端在生长上占优势的现象。：植物顶端在生长上占优势的现象。v有顶端优势有顶端优势树木树木：松、柏、水杉等。：松、柏、水杉等。农作物：农作物：向日葵、烟草
33、、黄麻、高粱、向日葵、烟草、黄麻、高粱、玉米等。玉米等。v没有顶端优势没有顶端优势树木：树木：大叶黄扬、荚竹桃等。大叶黄扬、荚竹桃等。农作物：农作物：稻、麦分蘖强烈。稻、麦分蘖强烈。v生产上保护顶端优势：生产上保护顶端优势：麻类、烟草、向日葵、玉麻类、烟草、向日葵、玉米、高粱等米、高粱等;v生产上去除顶端优势：生产上去除顶端优势：果树、行道树、花卉、棉果树、行道树、花卉、棉花、大豆等。花、大豆等。原因：原因：1 1、营养学说、营养学说v顶芽构成营养库，垄断了大部分营养物质，顶芽构成营养库，垄断了大部分营养物质，而侧芽因缺乏营养物质而受抑制。而侧芽因缺乏营养物质而受抑制。2 2、生长素学说、生长
34、素学说v顶芽合成生长素并极性运输到侧芽，超过芽顶芽合成生长素并极性运输到侧芽，超过芽生长的最适浓度，抑制侧芽生长。生长的最适浓度，抑制侧芽生长。vIAAIAA维持顶端优势，维持顶端优势，GAGA加强顶端优势，加强顶端优势，CTKCTK破破坏顶端优势。坏顶端优势。根顶端优势产生的原因根顶端优势产生的原因 茎产生的茎产生的IAAIAA向下运，根尖产生的向下运，根尖产生的CTKCTK向上运，向上运，使靠近主根尖处的侧根使靠近主根尖处的侧根CTK/IAACTK/IAA水平高，而水平高，而CTK/IAACTK/IAA高水平时抑制根的发育，于是距主根高水平时抑制根的发育，于是距主根尖越近的侧根越不易发育，
35、离主根尖越远，尖越近的侧根越不易发育，离主根尖越远，越易发育。形成了根的顶端优势。越易发育。形成了根的顶端优势。ABAABA抑制侧根形成，乙烯则促进侧根形成。抑制侧根形成，乙烯则促进侧根形成。v茎顶端优势产生的原因茎顶端优势产生的原因v 茎顶端产生生长素，以极性运输向下运，根部产茎顶端产生生长素，以极性运输向下运，根部产生生CTKCTK类物质随蒸腾流向上运，二者在长途运输过类物质随蒸腾流向上运，二者在长途运输过程中浓度均递减，这样处于不同位置上的侧芽程中浓度均递减，这样处于不同位置上的侧芽（侧枝）处（侧枝）处CTK/IAACTK/IAA比值不同，距比值不同，距顶芽越近的侧芽顶芽越近的侧芽处处C
36、TK/IAACTK/IAA比值越小，不利于芽的分化，而越远离比值越小，不利于芽的分化，而越远离顶芽的芽处顶芽的芽处CTK/IAACTK/IAA比值越高，利于芽的分化，于比值越高，利于芽的分化，于是形成了顶端优势。是形成了顶端优势。（三）营养生长与生殖生长的相关（三）营养生长与生殖生长的相关v1 1、相互依赖、相互依赖v 营养生长是生殖生长的物质基础；而生营养生长是生殖生长的物质基础；而生殖过程中产生的激素类物质又作用于营养生殖过程中产生的激素类物质又作用于营养生长。长。v2 2、相互制约、相互制约v(1).(1).营养器官生长过旺，消耗较多养分，影营养器官生长过旺，消耗较多养分，影响生殖器官的
37、生长。响生殖器官的生长。如：水稻前期徒长，影响幼穗分化，后期徒长，如：水稻前期徒长，影响幼穗分化，后期徒长，影响开花结实。影响开花结实。v(2).(2).生殖器官的生长抑制营养器官的生长。生殖器官的生长抑制营养器官的生长。如如:一次性开花植物一次性开花植物 水稻、竹子水稻、竹子 果树的大小年现象。果树的大小年现象。第四节第四节 植物的运动植物的运动：植物体的器官在空间产生位植物体的器官在空间产生位置移动。置移动。向性运动向性运动：感性运动感性运动：一、向性运动一、向性运动v向性运动向性运动:是指植物对外界环境中的单方向刺激是指植物对外界环境中的单方向刺激而引起的定向生长运动。而引起的定向生长运
38、动。它主要是由于不均匀生长而引起的，根据刺激它主要是由于不均匀生长而引起的，根据刺激的种类可以相应地分为的种类可以相应地分为向光性向光性、向重力性向重力性、向水向水性性和和向化性向化性等等（一）向光性（一）向光性：正向光性：向光弯曲正向光性：向光弯曲 负向光性：背光弯曲负向光性：背光弯曲 横向光性：与光来的方向相垂直横向光性：与光来的方向相垂直感光部位：茎尖、芽鞘尖端、根尖、叶片、生长的茎。感光部位：茎尖、芽鞘尖端、根尖、叶片、生长的茎。不均等生长产生弯曲。不均等生长产生弯曲。对向光性反应最有效的光是对向光性反应最有效的光是短波光，红光无短波光，红光无效。效。光受体：核黄素（黄素光受体：核黄素
39、（黄素PrPr），存在于质膜上。），存在于质膜上。不均等生长原因不均等生长原因 单侧光单侧光胚芽鞘中胚芽鞘中IAA横向运输横向运输背光面背光面IAA，生，生长快，向光面长快，向光面IAA，生长慢，弯曲向光生长，生长慢，弯曲向光生长 黄化燕麦芽鞘、向日葵下胚轴、萝卜胚轴向光性实黄化燕麦芽鞘、向日葵下胚轴、萝卜胚轴向光性实验中，发现抑制物在向光面多，背光面少，引起弯曲生验中，发现抑制物在向光面多，背光面少，引起弯曲生长。长。萝卜下胚轴中抑制物：萝卜宁、萝卜酰胺萝卜下胚轴中抑制物：萝卜宁、萝卜酰胺 向日葵胚轴中抑制物：黄质醛向日葵胚轴中抑制物：黄质醛叶镶嵌和横向光性叶镶嵌和横向光性v叶镶嵌：叶镶嵌：
40、同一植株的许多叶，在与阳光垂直的同一植株的许多叶，在与阳光垂直的平面上彼此错开生长，使叶片互不遮光，作镶平面上彼此错开生长，使叶片互不遮光，作镶嵌排列的现象。嵌排列的现象。v叶镶嵌是由于叶在茎上排列的不同，下面叶的叶镶嵌是由于叶在茎上排列的不同，下面叶的叶柄较上面叶的叶柄长，并且由于叶的向光性、叶柄较上面叶的叶柄长，并且由于叶的向光性、叶片大小的不同或叶的缺刻、叶柄的扭曲变化叶片大小的不同或叶的缺刻、叶柄的扭曲变化等，从而使全部叶片均能以最大面积接受阳光，等，从而使全部叶片均能以最大面积接受阳光，以利进行光合作用。以利进行光合作用。v有人推测叶片遮蔽部分运输较多生长素到该侧有人推测叶片遮蔽部分
41、运输较多生长素到该侧的叶柄，因此该侧叶柄生长快，叶柄向光弯曲。的叶柄，因此该侧叶柄生长快，叶柄向光弯曲。叶镶嵌叶镶嵌成因叶镶嵌成因v太阳追踪太阳追踪 棉花、向日葵和花生等植物顶端在棉花、向日葵和花生等植物顶端在1 d1 d中随阳光而转动，即所谓的太阳追踪中随阳光而转动，即所谓的太阳追踪.（二）、向重力性（二）、向重力性向重力性：植物对地心引力的定向生长反向重力性：植物对地心引力的定向生长反应。应。正向重力性、负向重力性、横向重正向重力性、负向重力性、横向重力性力性1 1、根的正向重力性、根的正向重力性 v向重力性的机理：向重力性的机理：根横放时，平衡石根横放时，平衡石（淀粉（淀粉体）体）沉降到
42、细胞下侧的内质网上，产生压力，沉降到细胞下侧的内质网上，产生压力，诱发内质网释放诱发内质网释放钙离子钙离子到细胞质内，钙离子到细胞质内，钙离子和钙调素结合激活细胞下侧的和钙调素结合激活细胞下侧的钙泵和生长素钙泵和生长素泵，泵，于是细胞下侧积累较多的于是细胞下侧积累较多的钙离子和生长钙离子和生长素，素，影响该侧细胞的生长影响该侧细胞的生长,导致上侧生长快于导致上侧生长快于下侧，根就向重力方向弯曲。下侧，根就向重力方向弯曲。：细胞内的平衡石造粉体2、茎的负向重力性、茎的负向重力性 v禾谷类作物的茎有负向重力性反应。玉米和禾谷类作物的茎有负向重力性反应。玉米和高粱节间的基部膨大，小麦、水稻和燕麦的高
43、粱节间的基部膨大，小麦、水稻和燕麦的叶鞘基部有特殊感受重力器官（假叶枕）。叶鞘基部有特殊感受重力器官（假叶枕）。v当这些植物的茎横放或植株倒伏时，感受器当这些植物的茎横放或植株倒伏时，感受器官中的平衡石在官中的平衡石在2 210 min10 min内便沉降到细胞下内便沉降到细胞下侧，侧，151530 min30 min内开始呈负向重力性反应，内开始呈负向重力性反应，下侧积累较多的生长素、赤霉素和乙烯，生下侧积累较多的生长素、赤霉素和乙烯，生长快，节间向上弯曲生长。长快，节间向上弯曲生长。3 3、横向重力性、横向重力性v如一些匍匐茎。如一些匍匐茎。（三）向化性和向水性（三）向化性和向水性v植物的
44、向性运动还有向化性和向水性。植物的向性运动还有向化性和向水性。v向化性向化性是指某些化学物质在植物周围分布不均匀是指某些化学物质在植物周围分布不均匀而引起的生长，如作物根部朝向肥料较多的土壤而引起的生长，如作物根部朝向肥料较多的土壤生长。生长。v向水性向水性是指土壤中水分分布不均匀时，植物根趋是指土壤中水分分布不均匀时，植物根趋向较湿地方生长的特性。向较湿地方生长的特性。二、感性运动：二、感性运动：由没有一定方向的外界刺激或内部时间机由没有一定方向的外界刺激或内部时间机制引起的运动。制引起的运动。（一）偏上性和偏下性：（一）偏上性和偏下性：偏上性生长：上面生长偏上性生长：上面生长 下面生长，叶
45、子下面生长，叶子向下弯曲向下弯曲 偏下性生长：上面生长偏下性生长：上面生长 下面生长，叶子下面生长，叶子向上向上（二）感夜性：（二）感夜性：某些植物的叶子和花序可随白天和黑夜某些植物的叶子和花序可随白天和黑夜的变化而有规律地运动，如叶子白天上举夜的变化而有规律地运动，如叶子白天上举夜间下垂，花序白天开放，夜晚关闭。间下垂，花序白天开放，夜晚关闭。在温度升在温度升高时，花朵开放，温度低时，花瓣合拢。高时，花朵开放，温度低时，花瓣合拢。v感震行的机理：感震行的机理：由于小叶和复叶叶柄基部叶枕细胞由于小叶和复叶叶柄基部叶枕细胞膨压运动引起的。膨压运动引起的。v小叶叶枕上半部细胞的间隙较大，细胞壁较薄
46、，而小叶叶枕上半部细胞的间隙较大，细胞壁较薄，而下半部细胞则排列紧密，细胞壁较厚。下半部细胞则排列紧密，细胞壁较厚。当小叶受到当小叶受到震动或其他刺激时，叶枕上半部细胞的透性增大，震动或其他刺激时，叶枕上半部细胞的透性增大，细胞内的水分和溶质排入细胞间隙，细胞的膨压下细胞内的水分和溶质排入细胞间隙，细胞的膨压下降，组织疲软，而此时叶枕下半部的细胞还保持紧降，组织疲软，而此时叶枕下半部的细胞还保持紧张状态，因而小叶成对合拢。张状态，因而小叶成对合拢。一定时间后，水分和一定时间后，水分和溶质又回到叶半部细胞中，小叶又张开。溶质又回到叶半部细胞中，小叶又张开。v复叶叶枕的结构则正好与小叶叶枕的结构相
47、反，即复叶叶枕的结构则正好与小叶叶枕的结构相反，即复叶叶枕的上半部细胞排列紧密，细胞壁较厚，而复叶叶枕的上半部细胞排列紧密，细胞壁较厚，而下半部细胞的间隙较大，细胞壁较薄，下半部细胞的间隙较大，细胞壁较薄，受到外界震受到外界震动或其他刺激导致膨压改变时，复叶就下垂。动或其他刺激导致膨压改变时，复叶就下垂。复叶的叶枕复叶的叶枕三、生理钟三、生理钟v生理钟生理钟：指植物内生节奏调节的近似指植物内生节奏调节的近似2424小小时的周期性变化节律。时的周期性变化节律。思考题思考题1、种子萌发时发生了哪些生理生化变化？、种子萌发时发生了哪些生理生化变化？2、试述光对植物生长的影响。、试述光对植物生长的影响。3、植物生长的相关性表现在哪些方面？根冠、植物生长的相关性表现在哪些方面？根冠比的大小与哪些因素有关？比的大小与哪些因素有关？4、高山上的树木为何比平地的矮小？、高山上的树木为何比平地的矮小？5、向光性产生的原因是什么？对向光性最有、向光性产生的原因是什么？对向光性最有效的光是什么光？感受光刺激的受体是什么？效的光是什么光？感受光刺激的受体是什么？
